Une caractérisation structurelle du premier coup
Des techniques avancées comme la résonance magnétique nucléaire (RMN), la cristallographie à rayons X et la cryo-microscopie électronique (cryo-ME) permettent de déterminer la structure complexe de nombreuses molécules. Néanmoins, les experts en biologie structurelle sont confrontés à des limites inhérentes aux méthodes actuellement disponibles. Toutes trois nécessitent d'établir la moyenne des résultats de milliers de molécules, rendant la préparation longue et complexe mais aussi pratiquement impossible pour l'étude des protéines rares. La cristallographie à rayons X et la cryo-ME provoquent des dégâts aux échantillons et la RMN et la cristallographie à rayons X sont limitées à une certaine taille et forme moléculaire. Le projet NANO-MRI («Quarternary structure imaging with nano-magnetic resonance imaging (NANO-MRI)»), financé par l'UE, a été lancé pour développer une technologie afin de déterminer la structure de protéines à partir d'une molécule unique. Les scientifiques se sont concentrés sur les améliorations apportées à la microscopie à force de résonance magnétique (MFRM) avec une résolution à l'échelle nanométrique en utilisant le virus de la mosaïque du tabac comme étude de cas test. La MRFM associe l'imagerie par résonance magnétique (IRM) et la microscopie à force atomique (MFA). Il s'agit d'une technique non destructrice avec une résolution à l'échelle d'une particule et la capacité de distinguer différents éléments. Elle est actuellement utilisée pour la reconstruction d'une structure en 3D d'éléments. Néanmoins, sa résolution est d'environ 5 mm, ce qui fait que les petits détails et sa structure atomique sont inaccessibles. Étant donné que le contraste dans l'IRM provient de différentes concentrations de protons d'eau, l'utilisation de deux différents isotopes d'hydrogène est une des manières de renforcer la résolution atomique. Les scientifiques ont introduit de l'hydrogène dans les virus par une voie naturelle dans les plantes. Ils ont synthétisé d'autres parties du virus dans les bactéries nourries à des éléments nutritifs contenant du deutérium. L'équipe a ensuite réussi à dépouiller les virus en alternant l'apport de parties de deutérium et d'hydrogène en découvrant les conditions provoquant aux deux de s'auto-assembler. NANO-MRI a posé les fondements pour la caractérisation structurelle non invasive pour des échantillons individuels. Réaliser cet objectif ambitieux contribuera à ouvrir la voie à une nouvelle ère de biologie structurelle et de chimie structurelle, accélérant la vitesse d'analyse et révélant les structures de molécules inaccessibles via d'autres technologies auparavant.
Mots‑clés
Imagerie structurelle, microscopie à force de résonance magnétique, imagerie par résonance magnétique
